亚仕同方用于证件的纸基电子智能防伪技术

射频标签背景

无线射频识别技术（Radio Frequency Identification，RFID）是一种非接触的自动识别技术，其基本原理是利用射频信号和空间耦合（电感或电磁耦合）或雷达反射的传输特性，实现对被识别物体的自动识别。

电子标签是射频识别系统的数据载体，电子标签由标签天线和标签专用芯片组成。标签芯片相当于一个具有无线电收发功能的存储器，它的性能决定着标签的数据存储能力，数据传输速率等性能指标。芯片中保存有约定格式的电子数据，它按照接收的信号来操作内部的存储器，然后将数据以调节负载的方式反馈给读写设备。
 
芯片简介
根据不同应用的具体需求，可以选择不同类型的芯片；以采用符合ISO/IEC 15693标准的芯片存储卡为例，下面对该芯片特点进行简单介绍。芯片型号：I Code SL2 ICS20，符合ISO/IEC 15693规范，具有成本低、使用方便、环保等优点。标签可以应用的场合包括：驾驶执照；准考证、毕业证、成绩证明、资质证明；食品、产品的检疫检验证明；食品、药品的防伪等等。

该芯片能够提供在同一读卡器天线的读取范围内同时读取多张标签的功能，也就是人们常说的“防碰撞（Anticollision）”功能。该防碰撞算法能够每次选中一张标签，并保证读卡器与被选中的标签能够正常进行数据传输，不会跟同区域内的其他标签产生冲突。

另外，具有全球唯一的标识号（UID，全称为Unique Identifier），标识号不能在使用过程中被更改，这样就保证了每张标签的唯一性。

该芯片具有1024bit的存储容量，可支持信息量较大的重要防伪应用。以防伪电子证书为例，不仅可以存储证书持有人的姓名、证书编号等一定量的相关信息，还可以存储进行数字防伪的数据。所谓数字防伪是指用于卡内信息的防伪，是将证书持有人的相关信息数字化后采用密码技术加密，存入芯片，从而有效起到证书防伪的作用。这种数字防伪的验证方式是在一般存储量的芯片上是无法实现的。具体来说，由于存储容量的限制，一般的芯片只能够存储唯一序列号，对这样的芯片进行防伪验证其实就是对它的唯一序列号进行验证。显然，这种验证方式的安全程度不如上面提到的防伪技术的安全程度高。

读卡器在同时读取多个标签发射回来的信息会产生标签冲突的问题。前面介绍过，每一张标签都有一个唯一标识符（UID）和一个应用标识（AFI）用来表示卡片的应用种类代码。读卡器用这两个标识符来区分不同类型的射频卡，其中AFI可以在发生碰撞前预区分不符合使用范围的射频卡，以加速碰撞流程的进行。根据ISO/IEC 15693规定的防碰撞算法，首先由读卡器发送邀请指令（Inventory Request）给所有的标签，命令的作用是通知标签返回UID，然后，读卡器按给定算法在规定的时隙接收回应的UID，以区分不同的标签，从而解决碰撞问题。

 
封装介绍
在一张标签的生产过程中，需要将芯片放到一个含有天线的软质塑料薄膜或纸上；我们一般把这张塑料薄膜或者纸叫做Inlay。亚仕同方封装的Inlay产品主要具备三大特点：纸介质基材、银浆印刷天线、倒贴装芯片，下面就从这三方面对封装方法进行介绍。

 
纸介质基材
以纸介质为基材的Inlay与PVC材质的Inlay相比，最大的优点就是能够更好的与纸质材质结合，不易剥离。到目前为止，PVC材质的Inlay尚不能做到与纸质材质紧密贴合，容易造成Inlay与证件的剥离，这就不能保证标签的保密性和安全性，而纸质Inlay就不存在这个问题。纸介质基材还具有价格低廉、耐高温等优点。

另外，标签可采用不干胶形式的封装，可以直接粘贴，与证件结合的更紧密，使用更加简便。纸介质基材是使用环保材料制成的，不同于PVC材质的Inlay，作为证件防伪应用时，更方便进行回收处理。
 
天线制作技术
目前，有三种天线制造技术：蚀刻天线、印刷天线和绕线式天线。其中使用最多的绕线式天线使用的材料是铜；利用蚀刻的方法制作天线，其材料一般为铝或者铜；而印刷天线的材料采用的是导电银浆。铜质/铝质天线的缺点是成本太高和腐蚀溶液的污染问题，亚仕同方采用的天线制作方式是银浆印刷天线，成本低廉且无污染。

导电银浆印刷到纸上可以制成射频标签的天线，用来接收RFID专用的无线电信号。采用导电银浆制作天线的优势表现在导电效果出色和成本降低。

铜质天线和银浆制作的天线的区别在于：其一，由于银浆材质相对于铜线圈的材质所具备的优越性，比如抗氧化性，采用银质天线自然具备以上提到的这些优越性；其二，印刷天线的工艺比手工植入天线或者腐蚀工艺不同，不仅使得天线具备可挤压、可弯曲的优点，而且生产效率更高，从而降低加工成本。

另外，我们对在不同情况下，铜质天线和银浆印刷天线的性能进行测试。在多种测试方法（如扭转、弯曲）和不同环境（如高温、高湿度）当中，银浆印刷天线的读卡距离的变化都比铜质天线的读卡距离的变化小。这就说明，银质天线的一致性和对抗环境变化的能力都要比铜质天线标签优越。在证书的实际使用过程中，免不了会有将其扭转、弯曲，或者由于天气的影响，使其处于比较湿热的环境当中，在这些情况下，采用银浆印刷工艺所制作的天线能够更好的降低这些因素对使用效果的影响，不会因为这些因素使读取距离缩短。 

倒贴装芯片 
目前，有两种技术进行天线与芯片的连接：模块技术和倒贴装芯片技术。亚仕同方采用的是倒贴装芯片生产技术，这是一种国际公认的优秀的半导体芯片封装技术。在生产过程中采用电脑控制机械化粘接方式、无焊点，成品率更高；配合天线的印刷工艺能够实现大规模高速连续生产，进一步减少了产品成本。 

如下图所示，与模块技术相比，倒贴装芯片技术使芯片的功能面通过传导触点直接连接至天线，不再需要传统的金线和人造树脂等封装材料。新型连接技术不仅节省了模块空间，而且比常规接线方式更为牢固。  
  
倒贴装芯片技术相对于模块技术而言，节省了模块的成本，从而降低射频标签整体的生产成本。另外，不采用模块技术，可以使芯片的冲击面的面积更小，这样如果标签受到外界的压力作用后，被损坏的几率更低。倒贴装芯片技术只需要2个连接点，而模块技术需要6个连接点。显然，连接点越多，整个芯片或模块的电阻就越大，而且连接点被氧化的几率也越高；最重要的是，采用模块技术存在金线断裂的可能性，而采用倒贴装芯片技术就不存在这个问题。所以采取倒贴装芯片技术封装的标签在实际使用过程中更不易被损坏，加大了证书的耐用性和安全性。 

另外，采用倒贴装芯片和模块技术封装出来的工艺面尺寸也有所不同。模块技术封装出来的工艺面长度和宽度都比倒贴装芯片技术封装出来的要大，这样无疑加大了工艺面受冲击的可能性，容易对芯片产生不必要的损害。在一些实际应用过程中，比如对证书进行戳记、烫金等等，会对芯片产生一定的冲击力，采用倒贴装芯片技术封装出来的芯片能尽量避免这种冲击力对芯片的不良影响，进而延长了证书的使用寿命。 

证件的生产制作流程 
根据证书统一印制的实际情况，可以采取不同的方式将射频标签封装到证书里。我们将加入射频标签作的证件称为电子证件，电子证件的制作流程与传统证件有所不同，个别流程需要特别设计。下面就是本公司推荐的生产制作流程；如果有特殊要求，还可以针对需求采用其他制作流程进行生产。 

一般而言，可以将防伪电子标签做成粘纸形式贴于证件上，并经过防揭拆处理。如有人试图将防伪电子标签揭下，此标签将会报废。这种方法比较简单，成本较低。 

另一种方法是在印制证件的同时将电子标签封装在证件内。这种方法需要在传统证件的生产流程上增加少量的工序，使用这种方法制作的证件，不容易发现里面封装的射频标签的位置，标签被损坏的可能性降低，并且不影响原有的证件的外观。 

电子证件的制作与传统的证件制作方法有所不同，具体体现如下： 
l    纸质Inlay与证件的结合：亚仕同方目前采用将纸质Inlay嵌封到证件的封皮内的方法，使射频标签能够更好的和证件结合，且不易于被发现； 
l    射频标签封入证件后的可用性检测：完成纸质Inlay与证件的结合之后，也就是完成了射频标签封入证件，必须检测封入后标签的读取是否正常，以保证射频标签能够正常工作；  

纸质Inlay与证件的结合 
纸质Inlay与证件的结合需要注意的主要因素有：纸质Inlay的贴合位置、贴合胶的配方、贴合压力、温度、无尘环境、防静电、阻抗以及制作过程中的耐受力测试（包括弯曲度测试等）。 

纸质Inlay与证书的结合方案是：利用贴合胶将纸质Inlay有天线的那一面与房产证的一张纸的表面进行粘合。纸质Inlay与纸层加在一起的厚度仅为340微米，约为1/3毫米。封装在证书内的标签天线，从外观是看不出来的。 

在贴合过程中首先需要注意的是：纸质Inlay的贴合位置应该考虑到证书的后续加工作业（如镭射雕刻、戳记等）的影响。纸质Inlay的位置应该考虑到在切单本的过程中容易使标签的天线或芯片受到损坏，也要尽量避开戳记的位置，避免戳记压力对芯片造成的不良影响。 

其次，贴合胶的选择应该确保纸质Inlay能充分的贴合于证书的封皮上，且应保证在他人尝试剥离封皮的情况下，该标签被破坏，这样才能够避免恶意盗用。一般来讲，采用银浆印刷天线制成的纸质Inlay，相对于蚀刻或绕线工艺所制成的PVC材质的Inlay，其天线对Inlay的附着力要强很多，使恶意盗用标签的可能性大大降低；而且纸质Inlay具备薄且柔韧的特点，不易被剖开，进一步增加了恶意盗用的难度。 

另外需要注意的是芯片的存储环境为-20°C至85°C。 

射频标签封入证书后的可用性检测 
由于电子证书的制作流程与传统证书略有不同，需要增加为纸质Inlay配页和配线这道流程，因此需要在标签封装之前和证书成品出厂前对标签的可用性进行检测。